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模块综合检测一、单项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功解析：选B.乙推甲的过程中，他们之间的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，根据冲量的定义，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，但方向相反，选项A错误；乙推甲的过程中，遵守动量守恒定律，即Δp甲＝－Δp乙，他们的动量变化大小相等，方向相反，选项B正确；在乙推甲的过程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等，结合动能定理知，选项C、D错误．2．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法不符合历史事实的是()A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．汤姆生通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷解析：选B.密立根通过油滴实验，验证了物体所带的电荷量都是某一值的整数倍，测出了基本电荷的数值，选项A正确．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，明确了原子核具有复杂结构，选项B错误．居里夫妇通过对含铀物质的研究发现了钋(Po)和镭(Ra)，选项C正确．汤姆生通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，说明了阴极射线是带负电的粒子，并测出了粒子的比荷，选项D正确．3．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则以下说法中正确的是()A．碰撞过程中能量守恒，动量守恒，光子动量不变B．碰撞过程中能量不守恒，动量不守恒，光子动量不变C．碰撞过程中能量守恒，动量守恒，光子动量变小D．碰撞过程中能量守恒，动量守恒，光子动量变大解析：选C.光子和电子的碰撞满足能量守恒和动量守恒，由于光子与电子碰撞后，光子的一部分能量传递给电子，能量减小，据ε＝hν知，频率ν减小，由c＝λν，p＝hλ知，波长λ增大，动量减小，故选项C正确．4．下列说法正确的是()A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关解析：选C.原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而非质量守恒，选项A错误；α、β、γ射线的实质是高速运动的氦原子核、电子流和光子，选项B错误；根据玻尔理论，氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射特定频率的光子，满足hν＝Em－E1，选项C正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W知，光电子的动能与入射光的频率有关，选项D错误．5．如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球A、B叠放在一起，从高度为h处自由落下，且h远大于两小球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向．已知m2＝3m1，则小球A反弹后能达到的高度为()A．hB．2hC．3hD．4h解析：选D.两小球下降过程为自由落体运动，触地时速度相同，v＝2gh，B球碰撞地之后，速度瞬间反向，等大，选A与B碰撞过程进行研究，碰撞前后动量守恒，设A、B速度大小分别为v1、v2，选竖直向上方向为正方向，m2v－m1v＝m1v1＋m2v2，由能量守恒定律得12(m1＋m2)v2＝12m1v21＋12m2v22，且m2＝3m1，联立解得v1＝2v＝22gh，故小球A反弹后能达到的高度为H＝v212g＝4h.二、多项选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)6．古时有“守株待兔”的寓言．假设兔子质量约为2kg，以15m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1m/s，取兔子初速度方向为正方向，则()A．兔子撞树前的动量大小为30kg·m/sB．兔子撞树过程中的动量变化量为32kg·m/sC．兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相同D．兔子受到撞击力的冲量大小为32N·s解析：选AD.由题意可知，兔子的初速度v0＝15m/s，则兔子撞树前的动量大小为p1＝mv1＝2kg×15m/s＝30kg·m/s，选项A正确；末速度为v＝－1m/s，末动量p2＝mv2＝2kg×(－1m/s)＝－2kg·m/s，兔子撞树过程中的动量变化量为Δp＝p2－p1＝－2kg·m/s－30kg·m/s＝－32kg·m/s，兔子撞树过程中的动量变化量的大小为32kg·m/s，选项B错误；兔子撞树过程中的动量变化量为负值，说明兔子撞树过程中的动量变化量的方向与兔子撞树前的速度方向相反，选项C错误；由动量定理可知兔子受到撞击力的冲量为I＝mv－mv0＝[2×(－1)－2×15]N·s＝－32N·s，兔子受到撞击力的冲量大小为32N·s，选项D正确．7．下列说法正确的是()A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长D．将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期不发生改变解析：选BCD.汤姆生发现了电子，但并不能表明原子具有核式结构，核式结构是卢瑟福通过α粒子散射实验发现的，故A错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，故B正确；一束光照射到某金属上能否发生光电效应，取决于该入射光的频率和金属的极限频率间的关系，入射光的频率大于等于金属的极限频率时，才能发生光电效应，故C正确；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与周围环境无关，D正确．8．下列说法正确的是()A．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小B．放射性物质的温度升高，则半衰期减小C．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核不可能使氘核分解为一个质子和一个中子D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个解析：选CD.根据玻尔理论，原子轨道是量子化的，是不连续的，A错误；放射性物质的半衰期由其本身决定，与外界环境无关，B错误；用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核不可能使氘核分解为一个质子和一个中子，必须用能量大于氘核结合能的光子照射才可能使其分解，C正确；据α衰变和β衰变的实质，2次α衰变放出2个42He，一次β衰变放出一个0－1e，可知D正确．9．有关下列四幅图的说法中正确的是()A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．发现少数α粒子发生了较大角度的偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小的空间范围C．射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷D．链式反应属于重核的裂变解析：选BD.电子绕核运转的轨道半径是不连续的，A错误；α粒子散射实验验证了原子的核式结构，B正确；甲是β射线，C错误；链式反应属于重核的裂变，D正确．10．下列说法正确的是()A．原子的核式结构是汤姆生发现的B．铀核(23892U)衰变为铅核(20682Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变C．一个氢原子从量子数n＝3的激发态跃迁到基态时最多可产生2条不同频率的谱线D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小解析：选BC.原子的核式结构是卢瑟福通过α粒子散射实验发现的，A错误；质量数238＝206＋4×8，守恒，电荷数92＝82＋2×8－6，守恒，B正确；只有一个氢原子跃迁时最多可产生两条谱线是从3→2和从2→1跃迁时产生的，C正确；能否发生光电效应取决于光的频率与金属的极限频率之间的关系，而与光强无关，D错误．11．如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同颜色的光．关于这些光下列说法正确的是()A．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量最大B．由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光子频率最小C．这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应解析：选ACD.由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量E1＝[－0.85－(13.6)]eV＝12.75eV为跃迁时产生光子能量的最大值，A正确；由n＝4向n＝3能级跃迁时，产生的光子能量最小，频率也最小，B错误；这些氢原子跃迁时共可辐射出6种不同频率的光，C正确；从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子能量为10.2eV，大于金属铂的逸出功(6.34eV)，故能发生光电效应，D正确．12．新中国成立后，为了打破西方霸权主义的核威胁，巩固我们来之不易的独立自主，无数科技工作者以全世界独一无二的热情及艰苦奋斗的精神投入核武器的研制工作之中，终于在1964年、1967年分别成功爆炸我国第一颗原子弹和第一颗氢弹．下列核反应方程可表示两弹的爆炸原理的是()A．147N＋42He→178O＋11HB．23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋1010nC．23892U→23490Th＋42HeD．21H＋31H→42He＋10n解析：选BD.原子弹和氢弹爆炸原理分别是重核裂变和轻核聚变，故B、D正确．三、非选择题(本题共4小题，共38分．解答时应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)(1)一质子束入射到静止靶核2713Al上，产生如下核反应：p＋2713Al→X＋n.式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为____________，中子数为________．(2)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108K时，可以发生“氦燃烧”．①完成“氦燃烧”的核反应方程：42He＋________→84Be＋γ.②84Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16s．一定质量的84Be，经7.8×10－16s后所剩84Be占开始时的________．解析：(1)从核反应发生时质量数和电荷数守恒入手．p为11H，n为10n，则ZAX中A＝1＋13－0＝14，Z＝27＋1－1＝27，则中子数为Z－A＝27－14＝13.(2)①42He(或α)②18(或12.5%)答案：(1)1413(2)①42He或α②18或12.5%14．(8分)氘核和氚核反应时的核反应方程为21H＋31H→42He＋10n已知31H的比结合能是2.78MeV，21H的比结合能是1.09MeV，42He的比结合能是7.03MeV，试计算核反应时释放的能量．解析：反应前氘核和氚核的总结合能E1＝(1.09×2＋2.78×3)MeV＝10.52MeV.反应后生成的氦核的结合能E2＝7.03×4MeV＝28.12MeV.由于单个核子无结合能，所以反应过程释放出的能量ΔE＝E2－E1＝(28.12－10.52)MeV＝17.6MeV.答案：17.6MeV15．(10分)如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA＝4kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计．可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB＝2kg.现对A施加一个水平向右的恒力F＝10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6s，二者的速度达到vt＝2m/s.求：(1)A开始运动时加速度a的